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卧式三相分离器-深度其结构和构件

摘要:卧式三相分离器通常是第一个在生产平台上处理井液的设备,其次是热交换器,交换器,蒸馏塔和其他设备。因此,三相分离器的效率是经济稳定地油气回收的关键,也将对后续设备的效率和使用寿命产生重大影响。接下来厂家小编为您深度分析一下其结构和构件。

    卧式三相分离器通常是第一个在生产平台上处理井液的设备,其次是热交换器,交换器,蒸馏塔和其他设备。因此,卧式三相分离器的效率是经济稳定地油气回收的关键,也将对后续设备的效率和使用寿命产生重大影响。接下来厂家小编为您深度分析一下其结构和构件。

卧式三相分离器结构图

    目前,三相分离器主要分为卧式三相分离器和立式三相分离器。

    当完成相同的分离任务时,垂直分离器比水平分离器占用的空间要少,但是在相同的静态流量下,水平分离器的液体缓冲能力是好的,垂直分离器更有利于油和水中沙的沉积,并且可以立式三相分离器更有效地处理低油气比的原油采出液和固体颗粒。因此,立式三相分离器主要用于原油加工少,含沙量高的采油平台的实际应用中。卧式分离器的垂直重力沉降速度和垂直容器的流速为逆流方向,因此通过使用根据重力沉降分离理论,卧式分离器比立式分离器更有效,卧式分离器具有更大的面积,同时提高了相平衡速度的稳定性,因此在处理含有气泡或乳化原油的萃取液时卧式分离器更有效。垂直分离器的高度通常很高,因此在没有专用梯子和平台的情况下很难在分离器内部操作控制设备。同时,如果在运输过程中存在高度限制,则有时需要将分离器从高空安装设备中取出,总之,相同体积的水平分离器的成本要低于垂直分离器的成本。具有相同体积和流量的立式分离器的外壁要比卧式分离器的外壁厚。如果垂直分离器在强风中,则应考虑其侧面的载荷,这也会增加其壁厚,从而增加容器的成本[1]。

    从以上比较可以看出,采用卧式分离器进行常规油气分离是最经济,最实用的方法,特别是用于处理原油采出液的乳化液,泡沫和高油气比的情况下。我国,以及我国近年来发现的石油,当地环境恶劣,不利于当地开采,大都向下游加工,进入分离器是由原油迅速引起的,分离器的油水界面干扰是较大,而卧式三相分离器的油水界面较大,可避免入口速度对油水界面的较大干扰[2]。因此,卧式三相分离器在我国家用石油平台上普遍使用。

    卧式分离器的结构

    2.1入口组件

    入口部件主要用于将气相与液相分离,它通过快速改变流入流体的动量来达到气液分离的效果。尽管实际应用中进气组件的样式不同,但根据其主要作用机理,它们可以大致分为挡板,旋流元件和弯管结构,分别如图2-1、2-3所示。

    进料流体中的气液组分具有相同的速度。由于液相密度高于气相密度,因此液相具有较高的能量且不像气相那样容易改变动量方向,因此,当进料流体碰到挡板时,液相将与角铁或平板相比,使用半球形或圆锥形挡板对流动的干扰较小,可以有效减少泡沫的夹带或乳化。

    卧式三相分离器利用离心力将气相与液相分离,旋风除尘器可用于有效分离气液两相流体并减少原油起泡的可能性,但是通常需要使用旋风除尘器组件切线速度不应低于6m/s,因此调整范围的有效利用很小。当流速降低时,切线速度的降低会明显影响旋风分离器的分离性能;当流体中液相的粒径为1〜50μm3时,液相具有良好的流动性且不易弯曲是通过碰撞使气相和液相分离。在弯曲管中,液相与气相一起减慢并同时与壁表面碰撞。液相吸附在壁表面上,以完成液相和气相的分离。

    2.2整流元件

    当进入的流体以较高的速度进入容器时,它将对容器中的流体产生较大的波动影响,并影响重力分离区中的液相分离,从而增加了重力分离时间。在分离器重力分离区的前部安装整流元件,以减少进料波动的影响,稳定流场,使液位控制检测仪和溢流口正常工作。整流元件是安装在分离器重力沉降区且垂直于流向的多孔挡板[3]。

    2.3合并元素

    聚结元件为水滴聚结和ACTS提供了表面积,可作为挡板和防涡流装置。一般聚结元件安装在距容器两端约1/3和2/3的地方,有固体和水从下方通过气体通过聚结元件上方。

    在重力沉降区,如果液滴尺寸较小,则沉降速度将很慢,液相分离时间将较长,通过安装聚结元件可以减少小液滴的聚结,从而缩短液相分离时间。

    当液滴流过聚结元件时,由于表面力的作用将其捕获在聚结元件的表面上,并在聚结元件的表面上形成一层形成胶膜,被捕获的液滴与膜碰撞后,液滴之间会同时发生变形,并在膜之间产生夹层,由于液滴压力的作用,夹心层逐渐扩散变薄,当夹层厚度达到临界差值c时,夹层破裂膜[4-5],过程如图2-4所示,完成了液滴在聚结组件上的聚结。当液滴聚结到足够大的尺寸时,它们沉降并与聚结元素分离。


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